通過(guò)金屬3D打印技術(shù)改善股骨柄假體植入后的松動(dòng)問(wèn)題

置換全髖關(guān)節(jié)或半髖關(guān)節(jié)植入物是治療老年股骨頸骨折等疾病的重要方法，已經(jīng)大量運(yùn)用在臨床治療中。然而隨著治療案例的增加，治療失敗的案例也逐漸增加，其中股骨柄假體的松動(dòng)或下沉是導(dǎo)致治療失敗的原因之一。南極熊之前報(bào)道了國(guó)內(nèi)幾例3d打印置換全髖關(guān)節(jié)或半髖關(guān)節(jié)植入手術(shù)，并且取得了成功。

因此如何降低股骨柄假體松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，提升植入物的壽命，成為股骨柄假體的設(shè)計(jì)和制造中需要解決的問(wèn)題。愛(ài)爾蘭國(guó)立大學(xué)生物力學(xué)研究中心和英國(guó)3T 公司針對(duì)金屬3D打印的優(yōu)勢(shì)，對(duì)股骨柄假體的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，從提升假體固定效果的角度上來(lái)提升髖關(guān)節(jié)植入物的壽命和成功率。

表面孔隙+整體式的假體

愛(ài)爾蘭國(guó)立大學(xué)生物力學(xué)研究中心發(fā)現(xiàn)股骨柄假體的初次固定和手術(shù)植入后在人體內(nèi)的二次固定不充分是導(dǎo)致股骨柄假體松動(dòng)和失效的原因之一，對(duì)假體進(jìn)行良好的初次固定和假體植入后的二次固定將提高髖關(guān)節(jié)植入物的壽命，減少患者因植入物失效而面臨的痛苦。

通常假體的初次固定依賴于假體表面涂層所產(chǎn)生的摩擦力，在一些病例中，摩擦不足導(dǎo)致了植入物的松動(dòng)和失效。愛(ài)爾蘭國(guó)立大學(xué)生物力學(xué)研究中心希望通過(guò)優(yōu)化股骨柄假體表面結(jié)構(gòu)來(lái)改善這個(gè)問(wèn)題，同時(shí)選定了金屬3D打印技術(shù)作為假體及表面結(jié)構(gòu)的制造方式。

這些工作是由愛(ài)爾蘭國(guó)立大學(xué)生物力學(xué)研究中心與3T 公司合作進(jìn)行的，雙方共同發(fā)掘了金屬3D打印技術(shù)為假體設(shè)計(jì)和制造所帶來(lái)的特殊優(yōu)勢(shì)。雙方對(duì)髖關(guān)節(jié)股骨柄假體的設(shè)計(jì)進(jìn)行了多次迭代，優(yōu)化了骨頭/植入物界面以及Ti6Al4V鈦合金材料增材制造的一致性。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)迭代的股骨柄假體表面擁有大量微孔結(jié)構(gòu)，假體內(nèi)部也擁有相互連接的孔隙結(jié)構(gòu)。

3T 公司使用了EOS的DMLS金屬3D打印設(shè)備完成股骨柄假體的制造。值得注意的是，股骨柄假體的表面微孔結(jié)構(gòu)不是通過(guò)假體加工之后的涂層來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而是與假體同時(shí)金屬3D打印機(jī)制造出來(lái)的整體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)除了有利于植入物的固定，還降低了總的制造成本。

愛(ài)爾蘭國(guó)立大學(xué)生物力學(xué)研究中心對(duì)3D打印的假體表面結(jié)構(gòu)與常見(jiàn)的多孔鉭和等離子噴涂技術(shù)所制造的表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了摩擦力測(cè)試，測(cè)試的結(jié)果是，在正常壓力下，3D打印的假體表面結(jié)構(gòu)提供橫向運(yùn)動(dòng)阻力高于其他兩種技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的表面結(jié)構(gòu)，其中相比多孔鉭表面最多高74%, 相比等離子噴涂涂層最多高246%，這意味著金屬3D打印技術(shù)的假體能夠提供更好的初次固定效果。假體內(nèi)部所擁有的相互連接的孔隙結(jié)構(gòu)則有利于人體自身骨細(xì)胞的長(zhǎng)入，有利于植入物假體的二次固定。

據(jù)市場(chǎng)研究，憑借著在制造植入物復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，金屬3D打印技術(shù)在髖關(guān)節(jié)植入物制造領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)走向商業(yè)化，我國(guó)首個(gè)通過(guò)CFDA審批的3D打印植入物就是髖關(guān)節(jié)植入物中的髖臼杯。對(duì)于3D打印植入物感興趣的谷友可以關(guān)注2017中國(guó)國(guó)際骨科內(nèi)植物與生物材料大會(huì)暨展覽會(huì)和2017中國(guó)國(guó)際骨科技術(shù)與成果展，全面了解植入物行業(yè)的最新進(jìn)展，植入物材料、制造技術(shù)和應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)上下游信息，從而對(duì)3D打印植入物市場(chǎng)有進(jìn)一步的理解。

2017中國(guó)國(guó)際骨科內(nèi)植物與生物材料大會(huì)暨展覽會(huì)

BoneTec-China 2017「2017中國(guó)國(guó)際骨科內(nèi)植物與生物材料展覽會(huì)」立足骨科生物材料全產(chǎn)業(yè)鏈，打造骨科生物材料領(lǐng)域的采購(gòu)、互利合作、學(xué)習(xí)、交流的行業(yè)性展會(huì)，致力于發(fā)展成為中國(guó)骨科內(nèi)植物與骨科生物材料領(lǐng)域從源頭到終端全產(chǎn)業(yè)鏈一站式采購(gòu)平臺(tái)。BoneTec-China將在全球范圍內(nèi)邀請(qǐng)參展企業(yè)與參觀觀眾，并提供一系列尊貴買家服務(wù)給符合條件的展會(huì)采購(gòu)商，將為每一位參展企業(yè)與采購(gòu)商提供拓展海外市場(chǎng)與了解全球行業(yè)前沿成果的絕好機(jī)會(huì)。BoneTec-China 2016 在拓寬買家采購(gòu)?fù)緩降耐瑫r(shí)，也為買家打造了一個(gè)與業(yè)內(nèi)上下游會(huì)面、收集市場(chǎng)信息、產(chǎn)學(xué)研醫(yī)深度交流的一站式骨科生物材料貿(mào)易平臺(tái)。BoneTec-China 2017參展企業(yè)包括骨科生物材料基礎(chǔ)原材料、生物材料加工制備、骨科3D打印、表面處理、合同制造及骨科內(nèi)植物等骨科生物材料全產(chǎn)業(yè)鏈。參觀群體來(lái)自骨科生物材料上下游企業(yè)，骨科研發(fā)機(jī)構(gòu)與高校、臨床醫(yī)生、醫(yī)院代表、新聞媒體等。目前，BoneTec-China「中國(guó)國(guó)際骨科內(nèi)植物與生物材料展會(huì)」每年吸引來(lái)自中國(guó)內(nèi)地、香港、臺(tái)灣以及美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、日本、德國(guó)等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的參展商參加，不單是在中國(guó)具有影響力骨科生物材料展覽會(huì)，業(yè)內(nèi)人士也十分認(rèn)可其高度的專業(yè)性與影響力。同期多場(chǎng)高峰論壇，也增加了展會(huì)的技術(shù)內(nèi)涵。

展會(huì)日期：
2017年4月21-22日 上海
開(kāi)放時(shí)間（免費(fèi)參觀）：
上午9:30至下午5:30

2017中國(guó)國(guó)際骨科技術(shù)與成果展
ORTHO-CHINA 立足骨科全產(chǎn)業(yè)鏈，致力于搭建產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源互補(bǔ)的合作與貿(mào)易平臺(tái)，行業(yè)專業(yè)信息的集散平臺(tái)和行業(yè)學(xué)術(shù)、技術(shù)的交流平臺(tái)。ORTHO-CHINA 將在全球范圍內(nèi)邀請(qǐng)參展企業(yè)與專業(yè)觀眾，為骨科領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研醫(yī)不同單位在不同發(fā)展階段尋找最合適的合作伙伴。

展會(huì)日期：
2017年4月21-22日 上海
開(kāi)放時(shí)間（免費(fèi)參觀）：
上午9:30至下午5:30

參考資料：
OsteoAnchor technology
Addictive Manufacturing Solutions for Imporved Medical Implants
髖關(guān)節(jié)置術(shù)后假體松動(dòng)原因分析及假體設(shè)計(jì)構(gòu)想

來(lái)源：3d科學(xué)谷